منبع تبدیل
منبع تبدیل به جایگزینی یک نوع منبع برق با یک منبع معادل دیگر اشاره دارد. یک منبع ولتاژ عملی میتواند به یک منبع جریان عملی معادل و بالعکس تبدیل شود.
منبع ولتاژ عملی
یک منبع ولتاژ عملی شامل یک منبع ولتاژ ایدهآل در سری با مقاومت داخلی (یا امپدانس، برای مدارهای AC) است. برای یک منبع ولتاژ ایدهآل، این امپدانس داخلی صفر است که به این معناست که ولتاژ خروجی مستقل از جریان بار باقی میماند. نمونههایی از آن شامل سلولها، باتریها و ژنراتورها هستند.
منبع جریان عملی
یک منبع جریان عملی شامل یک منبع جریان ایدهآل در موازی با یک مقاومت داخلی (یا امپدانس) است. برای یک منبع جریان ایدهآل، این امپدانس موازی بینهایت است که اطمینان میدهد جریان خروجی مستقل از ولتاژ بار باقی بماند. دستگاههای نیمهرسانا مانند ترانزیستورها اغلب به عنوان منابع جریان مدلسازی میشوند. خروجیهای منابع ولتاژ DC یا AC به ترتیب به عنوان منابع جریان مستقیم یا متناوب اشاره میشود.
تبدیلپذیری متقابل
منابع ولتاژ و جریان از طریق تبدیل منبع متقابل قابل تبدیل هستند. به عنوان مثال، مدار زیر را در نظر بگیرید:
شکل A یک منبع ولتاژ عملی در سری با مقاومت داخلی rv را نشان میدهد، در حالی که شکل B یک منبع جریان عملی با یک مقاومت داخلی موازی ri را نشان میدهد.
برای منبع ولتاژ عملی، جریان بار با استفاده از معادله زیر محاسبه میشود:
که در آن،
iLv جریان بار برای منبع ولتاژ عملی است
V ولتاژ است
rv مقاومت داخلی منبع ولتاژ است
rL مقاومت بار است
فرض میشود که یک مقاومت بار rL به دو سر x-y متصل شده است. به طور مشابه، برای منبع جریان عملی، جریان بار با استفاده از عبارت زیر محاسبه میشود:
iLi جریان بار برای منبع جریان عملی است
I جریان است
ri مقاومت داخلی منبع جریان است
rL مقاومت بار متصل به دو سر x-y در شکل B است
دو منبع هنگامی یکسان میشوند که معادلات (1) و (2) با هم برابر شوند
با این حال، برای منبع جریان، وقتی دو سر x-y باز (بدون بار متصل) هستند، ولتاژ سری x-y V = I ×ri است. بنابراین، ما بدست میآوریم:
بنابراین، برای هر منبع ولتاژ عملی با یک ولتاژ ایدهآل V و مقاومت داخلی rv، منبع ولتاژ میتواند با یک منبع جریان I با مقاومت داخلی در موازی با منبع جریان جایگزین شود.
تبدیل منبع: تبدیل منبع ولتاژ به منبع جریان
وقتی یک منبع ولتاژ در سری با یک مقاومت است و نیاز به تبدیل به یک منبع جریان دارد، مقاومت در موازی با منبع جریان متصل میشود، همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است. در اینجا، مقدار منبع جریان با استفاده از عبارت زیر محاسبه میشود:R
در نمودار مدار بالا، یک منبع جریان در موازی با یک مقاومت میتواند با قرار دادن مقاومت در سری با منبع ولتاژ به یک منبع ولتاژ تبدیل شود. در اینجا، مقدار منبع ولتاژ با استفاده از عبارت زیر محاسبه میشود:Vs = Is × R
